CN102874799A - 一种气相还原法制备石墨烯和二氧化钛复合材料的方法 - Google Patents

一种气相还原法制备石墨烯和二氧化钛复合材料的方法 Download PDF

Info

Publication number
CN102874799A
CN102874799A CN2012103622341A CN201210362234A CN102874799A CN 102874799 A CN102874799 A CN 102874799A CN 2012103622341 A CN2012103622341 A CN 2012103622341A CN 201210362234 A CN201210362234 A CN 201210362234A CN 102874799 A CN102874799 A CN 102874799A
Authority
CN
China
Prior art keywords
slurry
graphene
titanium dioxide
add
titania
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN2012103622341A
Other languages
English (en)
Other versions
CN102874799B (zh
Inventor
暴宁钟
查晨阳
何大方
王仙
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nanjing Tech University
Original Assignee
Nanjing Tech University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nanjing Tech University filed Critical Nanjing Tech University
Priority to CN201210362234.1A priority Critical patent/CN102874799B/zh
Publication of CN102874799A publication Critical patent/CN102874799A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN102874799B publication Critical patent/CN102874799B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Carbon And Carbon Compounds (AREA)
  • Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)

Abstract

本发明涉及一种气相还原法制备石墨烯和二氧化钛复合材料的方法，先将二氧化钛粉末进行酸化处理，配制石墨烯水溶液加入酸化处理的二氧化钛溶液中，再加入有机溶剂搅拌配制得浆料，加入固化剂和高分子聚合物固化浆料，然后经过蒸馏处理得到浓缩后的石墨烯复合二氧化钛的浆料；再将浆料通过丝网印刷在基板上，最后在还原性气体的作用下，加热还原，得到石墨烯和二氧化钛的复合的材料。此方法得到的复合材料为后续制造染料敏化电池、量子点敏化电池和光电催化的设备提供了良好电极材料。本方法制作工艺简便，为未来的太阳能电池材料领域提供了一种性能优良的新型复合材料。

Description

一种气相还原法制备石墨烯和二氧化钛复合材料的方法
技术领域：
本发明涉及一种制备石墨烯和二氧化钛复合材料的方法，尤其涉及一种气相还原法制备石墨烯和二氧化钛复合材料的方法。
背景技术：
在近20年中，碳元素引起了世界各国研究人员的极大兴趣。自富勒烯和碳纳米管被科学家发现以后，三维的金刚石、二维的石墨、一维的碳纳米管、零维的富勒烯球组成了完整的碳系家族。其中石墨以其特殊的片层结构一直以来是研究的一个热点。石墨本体并非是真正意义的二维材料，单层石墨碳原子层(Graphene)才是准二维结构的碳材料。单层石墨碳原子层是指一个C原子层厚度的石墨，C-C间依靠共价键相连接的蜂窝状结构层。人们一直在试图找到一种方法来制备出碳元素的准二维材料。
同时石墨烯还表现出了异常的整数量子霍尔行为。其霍尔电导等于2e2/h，6e2/h，10e2/h等，可以在室温下观测到。这个行为已被科学家解释为电子在石墨烯里的有效质量为零，这和光子的行为极为相似；不管石墨烯中的电子带有多大的能量，电子的运动速率都约是光子运动速率的三百分之一，其为106m/s。石墨烯的室温量子霍尔效应，无质量狄拉克费米子型载流子，高达200000cm2/V·s的迁移率。
二氧化钛是一种重要的无机材料制备原料，其颗粒尺寸为1-100nm之间，纳米二氧化钛由于其自身尺度达到纳米级别，所以产生了许多纳米材料所共有的特别性质，如：比表面积大和表面能高等特点。宏观上面表现出特殊的光学性质、热学性质、磁学性质和力学性质。纳米二氧化钛因为自身的特殊性质在制造新一代太阳能电池，包括染料敏化太阳能电池和量子点太阳能电池中扮演了重要角色。
目前，很少有方法将石墨烯和二氧化钛制成均匀的复合成浆料（参见Xu Du,Ivan Skachko,Fabian Duerr,Adina Luicanl & Eva Y.Andrei,Nature 462,192(2009)）。
发明内容：
本发明的目的是提供一种气相还原法制备石墨烯和二氧化钛复合材料的方法，利用氧化石墨烯在极性或者非极性溶液中都有良好的分散性的特点，将氧化石墨烯复合进二氧化钛浆料中，再丝网印刷在基板上，通过气相还原法将复合在二氧化钛中的氧化石墨烯直接还原成石墨烯，得到导电性能良好的石墨烯复合二氧化钛的材料。
本发明的技术方案为：一种气相还原法制备石墨烯和二氧化钛复合材料的方法，其具体步骤如下：
（1）酸化处理：二氧化钛粉末中加入酸溶液进行酸化处理；
（2）配制浆料：配制氧化石墨烯的水溶液，加入步骤（1）中经酸化处理后的二氧化钛溶液中，然后搅拌，再加入有机溶剂，再搅拌；得到浆料；
（3）固化浆料：在步骤（2）配制的浆料加入固化剂后，然后搅拌，再加入高分子聚合物，搅拌；
（4）浓缩浆料：将步骤（3）固化的浆料经过蒸馏处理制得浓缩的氧化石墨烯和二氧化钛的复合浆料；
(5)气相还原：将步骤（4）制得的复合浆料丝网印刷在基板上，在还原性气体中，加热还原，最终得到石墨烯和二氧化钛复合材料。
优选步骤（1）中所述的酸液为硝酸、甲酸或乙酸中的一种或几种混合物；其中硝酸的质量浓度为10%—90%，甲酸和乙酸的质量浓度均为10%—30%；酸液的加入量为控制二氧化钛粉末质量和酸液质量比为（1-100）:(1-100)；二氧化钛粉末平均粒径为1nm-100μm。
优选步骤（2）中氧化石墨烯水溶液的浓度为0.1g/L-100g/L；氧化石墨烯水溶液的加入量为控制二氧化钛粉末质量和氧化石墨烯质量比为（1-100）：（1-100）；有机溶剂为乙醇、甲醇、异丙醇、丙醇或正丙醇中的一种或几种；有机溶剂的加入量为控制二氧化钛粉末质量和有机溶剂的质量比为（1-100）：（1-100）。
优选步骤（3）中所述的固化剂为聚乙二醇（更优选为聚合度为2000和聚合度为20000聚乙二醇）、松油醇、烷基酚聚氧乙烯醚（简称：OP-10乳化剂）、乙酰丙酮和对异辛基苯基醚（简称：曲拉通X-100）中的一种或几种；固化剂的加入量为控制二氧化钛质量和固化剂质量之比为（1-100）：（1-100）；所述的高分子聚合物为甲基纤维素、乙基纤维素、羟甲基纤维素、羟乙基纤维素、羟丙基纤维素、羟丙基甲基纤维素和纤维素粉中一种或几种；高分子聚合物的加入量为控制二氧化钛粉末质量和高分子聚合物质量比为（1-100）：（1-100）。
优选步骤（4）中浓缩后的复合浆料中二氧化钛浓度为1g/L-100g/L，氧化石墨烯浓度为1g/L-100g/L；蒸馏处理的温度为30℃-90℃。
优选步骤（5）中所述的还原性气体为氢气或者是氢气和氩气的混合气，其中混合气中氢气和氩气的体积之比为(20-80)：（20-80）；加热还原的温度为300℃-600℃；还原时间为2小时-24小时。
有益效果：
本发明得到的气相还原后的石墨烯和二氧化钛复合材料性能优良，氧化石墨烯经气体还原为石墨烯，增大了薄膜材料孔隙率，更有利于敏化剂的附着；石墨烯在二氧化钛膜中分散均匀，材料本身的导电性得到很大的提升，为未来制作染料敏化太阳能电池和量子点太阳能电池提供了性能良好的电极材料。本方法复合材料的制备方法，工艺简单，适合大规模工业化生产。
附图说明：
图1：为经过实施例1所制备的材料，即由氧化石墨烯和二氧化钛复合的浆料通过丝网，印刷在基板上，再气相还原得到的材料结构断面SEM图；
图2：为经过实施例2所制备的材料，由氧化石墨烯和二氧化钛复合的浆料通过丝网，印刷在基板上，再气相还原得到的材料断面结构SEM图；
图3：为经过实施例3所制备的材料，由氧化石墨烯和二氧化钛复合的浆料通过丝网，印刷在基板上，再气相还原得到的材料断面结构SEM图。
具体实施方式：
实施例1
1）酸化处理：二氧化钛粉末进行预处理，采用酸溶液为质量浓度为10%的硝酸，酸溶液质量为6g，逐滴加到6g二氧化钛粉末中，二氧化钛平均粒径为1nm。
（2）配制浆料：配制浓度为0.1g/L的氧化石墨烯溶液，逐滴加入步骤（1）中的二氧化钛浆料中，氧化石墨烯溶液加入到60L后，再逐滴加入6g的甲醇有机溶剂，搅拌。
（3）固化浆料：向步骤（2）中的浆料中加入固化剂聚乙二醇（聚合度为2000）和对异辛基苯基醚（简称：拉通X-100），加入量分别为3g和3g，然后搅拌。再加入6g高分子聚合物，高分子聚合物为甲基纤维素，搅拌。
（4）浓缩浆料：将步骤（3）所得到的浆料在80℃下蒸馏得到石墨烯复合的二氧化钛浆料，二氧化钛浓度为1g/L,氧化石墨烯浓度为1g/L。
（5）气相还原：将步骤（4）得到的浆料通过丝网，印刷在基板上，然后在氢气气氛中还原，加热温度为600℃，时间2h，制得石墨烯和二氧化钛复合材料。
本实施例所制备的材料结构断面SEM图如图1所示，从图上可以看出石墨烯复合的二氧化钛材料，成分均匀单一，表面经过气体还原，材料表面无断裂存在，薄膜材料孔隙率大有利于敏化剂的附着，提高太阳能电池光电转化效率。电阻率测试结果：电阻率5.352×10-8Ω·m。
实施例2
1）酸化处理：用酸溶液质量浓度为90%的硝酸，酸溶液质量为100g，逐滴加入1g的二氧化钛粉末中，二氧化钛平均粒径为100μm。
（2）配制浆料：配制氧化石墨烯溶液，氧化石墨烯溶液的浓度为100g/L，加到步骤（1）中的二氧化钛粉末中，加入到1L后，加入有机溶剂，有机溶剂为甲醇和异丙醇，有机溶液的加入量各自为50g和50g，然后搅拌。
（3）固化浆料：将步骤（2）中的容器中加入固化剂聚乙二醇（聚合度为20000）和烷基酚聚氧乙烯醚（简称：OP-10乳化剂），加入量为50g和50g后，然后搅拌，再加入高分子聚合物，高分子聚合物为为甲基纤维素和羟丙基纤维素，各自的质量为分别为60g和40g，然后搅拌。
（4）浓缩浆料：将步骤（3）所得到的浆料经过90℃蒸馏后得到石墨烯复合的二氧化钛浆料，二氧化钛浓度为1g/L，氧化石墨烯浓度为100g/L。
（5）气相还原：将步骤（4）得到的浆料通过丝网，印刷在基板上，然后在氢气和氩气气氛中还原，体积比例为20:80，加热温度为323℃，时间18h，制得石墨烯和二氧化钛复合材料。
本实施例所制备的材料结构断面SEM图如图2所示，从图上可以看出石墨烯复合的二氧化钛材料，成分均匀单一，表面经过气体还原，材料表面无断裂存在，薄膜材料孔隙率大有利于敏化剂的附着，提高太阳能电池光电转化效率；电阻率测试结果：电阻率4.28×10-8Ω·m。
实施例3
（1）酸化处理：用酸溶液质量浓度为65%的硝酸溶液质量为100g逐滴加入到100g的二氧化钛粉末中，二氧化钛平均粒径为10μm。
（2）配制浆料：配制浓度为1g/L的氧化石墨烯溶液，逐滴加入步骤（1）中的二氧化钛粉末中，加入到1L后，再逐滴加入22g的甲醇和72g乙醇作为有机溶剂，然后搅拌。
（3）固化浆料：将步骤（2）中的容器中加入固化剂松油醇和烷基酚聚氧乙烯醚（简称OP-10乳化剂），加入量分别为500g和500g，然后搅拌，加入高分子聚合物，高分子聚合物为甲基纤维素和乙基纤维素，各自的质量为500g和500g，搅拌。
（4）浓缩浆料：将步骤（3）所得到的浆料经过30℃蒸馏得到石墨烯复合的二氧化钛浆料，浆料中二氧化钛浓度为100g/L，氧化石墨烯浓度为：1g/L。
（5）气相还原：将步骤（4）得到的浆料通过丝网，印刷在基板上，然后在氢气和氩气气氛中还原，体积比例为80:20，加热温度为523℃，时间18h，制得石墨烯和二氧化钛复合材料。
本实施例所制备的材料结构断面SEM图如图3所示，从图上可以看出石墨烯复合的二氧化钛材料，成分均匀单一，表面经过气体还原，材料表面无断裂存在，薄膜材料孔隙率大有利于敏化剂的附着，提高太阳能电池光电转化效率；电阻率测试结果：电阻率7.78×10-8Ω·m。
实施例4
（1）酸化处理：用酸溶液质量浓度为10%的乙酸溶液质量为100g，逐滴加入1g的二氧化钛粉末中，二氧化钛平均粒径为10μm。
（2）配制浆料：配制浓度10/g/L的氧化石墨烯溶液，逐滴加入步骤（1）中的二氧化钛粉末中，搅拌。加入到2L后，再逐滴加入20g的甲醇和80g正丙醇作为有机溶剂，搅拌。
（3）固化浆料：将步骤（2）中的容器中加入固化剂松油醇和烷基酚聚氧乙烯醚（简称：OP-10乳化剂），聚乙二醇（聚合度为20000）加入量为20g，35g，2g，然后搅拌，再加入高分子聚合物，高分子聚合物为羟甲基纤维素和乙基纤维素，各自的质量为20g和70g，然后搅拌。
（4）浓缩浆料：将步骤（3）所得到的浆料经过63℃蒸馏得到石墨烯复合的二氧化钛浆料，浆料中二氧化钛浓度为1g/L，氧化石墨烯浓度为20g/L。
（5）气相还原：将步骤（4）得到的浆料通过丝网，印刷在基板上，然后在氢气和氩气气氛中还原，体积比例为20:20，加热温度为323℃，时间12h，制得石墨烯和二氧化钛复合材料。本实施例所制备的石墨烯复合的二氧化钛材料，成分均匀单一，表面经过气体还原，材料表面无断裂存在，电阻率测试结果：电阻率5.98×10-8Ω·m
实施例5
（1）酸化处理：用酸溶液的质量浓度为30%的乙酸，酸溶液质量为1g，逐滴加入1g的二氧化钛粉末中，二氧化钛平均粒径为168nm。
（2）配制浆料：配制浓度为30g/L的氧化石墨烯溶液，逐滴加入步骤（1）中的二氧化钛粉末中，加入到2L后，再逐滴加入53g的乙醇和32g异丙醇作为有机溶剂，然后搅拌。
（3）固化浆料：将步骤（2）中的容器中加入固化剂松油醇和固化剂为聚乙二醇（聚合度为2000），聚乙二醇（聚合度为20000）加入量为20g，53g，3g后，然后搅拌，加入高分子聚合物，高分子聚合物为羟甲基纤维素、乙基纤维素和纤维素粉各自的质量为20g，30g，25g然后搅拌。
（4）浓缩浆料：将步骤（3）所得到的浆料经过 68℃蒸馏得到石墨烯复合的二氧化钛浆料，二氧化钛浓度为1g/L，氧化石墨烯浓度为60g/L。
（5）气相还原：将步骤（4）得到的浆料通过丝网，印刷在基板上，然后在氢气和氩气气氛中还原，体积比例为60:80，加热温度为513℃，时间8h，制得石墨烯和二氧化钛复合材料。
本实施例所制备的石墨烯复合的二氧化钛材料，成分均匀单一，表面经过气体还原，材料表面无断裂存在，电阻率测试结果：电阻率4.71×10-8Ω·m。
实施例6
（1）酸化处理：用酸溶液质量浓度为17%的甲酸和溶液质量浓度为30%的乙酸，酸溶液质量各自为0.5g和0.5g，逐滴加入100g的二氧化钛粉末中，二氧化钛平均粒径为88nm。
（2）配制浆料：配制质量浓度为50g/L的氧化石墨烯溶液中滴加入步骤（1）中的二氧化钛粉末中，搅拌，加入到1L后，再逐滴加入1g异丙醇作为有机溶剂，然后搅拌。
（3）固化浆料：将步骤（2）中的容器中固化剂松油醇、聚乙二醇（聚合度为2000），聚乙二醇（聚合度为20000）和乙酰丙酮加入量为0.3g，0.3g，0.4g后，然后搅拌，再加入高分子聚合物，高分子聚合物为羟甲基纤维素和羟乙基纤维素，纤维素粉加入的质量为0.4g，0.3g，0.3g，然后搅拌。
（4）浓缩浆料：将步骤（3）所得到的浆料经过66℃蒸馏得到石墨烯复合的二氧化钛浆料，二氧化钛浓度为100g/L，氧化石墨烯浓度50g/L。
（5）气相还原：将步骤（4）得到的浆料通过丝网，印刷在基板上，然后在氢气和氩气气氛中还原，体积比例为50:50，加热温度为543℃，时间18h，制得石墨烯和二氧化钛复合材料。
本实施例所制备的石墨烯复合的二氧化钛材料，成分均匀单一，表面经过气体还原，材料表面无断裂存在，电阻率测试结果：电阻率4.38×10-8Ω·m。
实施例7
（1）酸化处理：用酸溶液质量浓度为10%的甲酸和质量浓度为30%的乙酸，酸酸溶液质量各自为31g和35g。逐滴加入50g的，平均粒径为23nm的二氧化钛粉末。
（2）配制浆料：配制浓度为100g/L的氧化石墨烯溶液，逐滴加入步骤（1）中的二氧化钛粉末中，搅拌，加入到1L后，再逐滴加入310g的乙醇和28g异丙醇作为有机溶剂，搅拌。
（3）固化浆料：将步骤（2）中的容器中加入固化剂乙酰丙酮加入量为540g后，然后搅拌，再加入高分子聚合物，高分子聚合物为羟甲基纤维素，质量为21g，然后搅拌。
（4）浓缩浆料：将步骤（3）所得到的浆料经过50℃蒸馏得到石墨烯复合的二氧化钛浆料，二氧化钛浓度为50g/L，氧化石墨烯浓度100g/L。
（5）气相还原：将步骤（4）得到的浆料通过丝网，印刷在基板上，然后在氢气和氩气气氛中还原，体积比例为30:70，加热温度为223℃，时间18h，制得石墨烯和二氧化钛复合材料。
本实施例所制备的石墨烯复合的二氧化钛材料，成分均匀单一，表面经过气体还原，材料表面无断裂存在，电阻率测试结果：电阻率5.28×10-8Ω·m
实施例8
（1）酸化处理：用酸溶液质量浓度为90%的硝酸和质量浓度为30%的乙酸，酸溶液质量各自为5000g和5000g逐滴加入100g的二氧化钛粉末中，二氧化钛平均粒径为63nm。
（2）配制浆料：配制浓度为1g/L的氧化石墨烯溶液，逐滴加入步骤（1）中的二氧化钛粉末中，搅拌，加入到100L后，再逐滴加入5200g的乙醇和800g异丙醇作为有机溶剂，然后搅拌。
（3）固化浆料：将步骤（2）中的容器中加入固化剂乙酰丙酮加入量为2600g后，然后搅拌，加入高分子聚合物，高分子聚合物为羟甲基纤维素，质量为2300g，再搅拌。
（4）浓缩浆料：将步骤（3）所得到的浆料经过47℃蒸馏得到石墨烯复合的二氧化钛浆料，二氧化钛浓度为100g/L，氧化石墨烯浓度为100g/L。
（5）气相还原：将步骤（4）得到的浆料通过丝网，印刷在基板上，然后在氢气和氩气气氛中还原，体积比例为80:20，加热温度为323℃，时间20h，制得石墨烯和二氧化钛复合材料。
本实施例所制备的石墨烯复合的二氧化钛材料，成分均匀单一，表面经过气体还原，材料表面无断裂存在，电阻率测试结果：电阻率5.98×10-8Ω·m。
实施例9
（1）酸化处理：用酸溶液质量浓度为30%的甲酸和质量浓度为17%的硝酸，酸溶液质量各自为32g和25g。逐滴加入12g的二氧化钛粉末中，二氧化钛平均粒径为23nm。
（2）配制浆料：配制浓度为100g/L的氧化石墨烯溶液加入步骤（1）中的二氧化钛粉末中，搅拌，加入到1L后，再逐滴加入32g的乙醇和23g丙醇作为有机溶剂，然后搅拌。
（3）固化浆料：将步骤（2）中的容器中加入固化剂乙酰丙酮和松油醇，加入质量各自为22g，21g后，然后搅拌，超声分散，加入高分子聚合物，高分子聚合物为羟甲基纤维素和羟丙基甲基纤维素，质量分别为11g，61g，然后搅拌。
（4）浓缩浆料：将步骤（3）所得到的浆料经过50℃蒸馏得到石墨烯复合的二氧化钛浆料，二氧化钛浓度为12g/L，氧化石墨烯浓度为100g/L。
（5）气相还原：将步骤（4）得到的浆料通过丝网，印刷在基板上，然后在氢气和氩气气氛中还原，体积比例为70:20，加热温度为433℃，时间5h，制得石墨烯和二氧化钛复合材料。
本实施例所制备的石墨烯复合的二氧化钛材料，成分均匀单一，表面经过气体还原，材料表面无断裂存在，电阻率测试结果：电阻率7.78×10-8Ω·m。
实施例10
（1）酸化处理：用酸溶液质量浓度为30%的甲酸和质量浓度为30%的乙酸，酸溶液质量各自为1g，逐滴加入100g的二氧化钛粉末中，平均粒径为23nm。
（2）配制浆料：配制浓度为22g/L的氧化石墨烯溶液，逐滴加入步骤（1）中的二氧化钛粉末中，然后搅拌，加入到1L后，再逐滴加入2300g的乙醇和32g丙醇作为有机溶剂，再搅拌。
（3）固化浆料：将步骤（2）中的容器中加入固化剂乙酰丙酮和松油醇，加入质量各自为22g，2300g后，然后搅拌，加入高分子聚合物，高分子聚合物为羟甲基纤维素和羟丙基甲基纤维素，质量分别为35g，6100g，然后搅拌。
（4）浓缩浆料：将步骤（3）所得到的浆料经过70℃蒸馏得到石墨烯复合的二氧化钛浆料，二氧化钛浓度为100g/L，氧化石墨烯的浓度22g/L。
（5）气相还原：将步骤（4）得到的浆料通过丝网，印刷在基板上，然后在氢气和氩气气氛中还原，体积比例为20:50，加热温度为323℃，时间6h，制得石墨烯和二氧化钛复合材料。
本实施例所制备的石墨烯复合的二氧化钛材料，成分均匀单一，表面经过气体还原，材料表面无断裂存在，电阻率测试结果：电阻率6.58×10-8Ω·m。

Claims (6)

1.一种气相还原法制备石墨烯和二氧化钛复合材料的方法，其具体步骤如下：
（1）酸化处理：二氧化钛粉末中加入酸溶液进行酸化处理；
（2）配制浆料：配制氧化石墨烯的水溶液，加入步骤（1）中经酸化处理后的二氧化钛溶液中，然后搅拌，再加入有机溶剂，再搅拌；得到浆料；
（3）固化浆料：在步骤（2）配制的浆料加入固化剂后，然后搅拌，再加入高分子聚合物，搅拌；
（4）浓缩浆料：将步骤（3）固化的浆料经过蒸馏处理制得浓缩的氧化石墨烯和二氧化钛的复合浆料；
(5)气相还原：将步骤（4）制得的复合浆料丝网印刷在基板上，在还原性气体中，加热还原，最终得到石墨烯和二氧化钛复合材料。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于步骤（1）中所述的酸液为硝酸、甲酸或乙酸中的一种或几种混合物；其中硝酸的质量浓度为10%—90%，甲酸和乙酸的质量浓度均为10%—30%；酸液的加入量为控制二氧化钛粉末质量和酸液质量比为（1-100）:(1-100)；二氧化钛粉末平均粒径为1nm-100μm。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于步骤（2）中氧化石墨烯水溶液的浓度为0.1g/L-100g/L；氧化石墨烯水溶液的加入量为控制二氧化钛粉末质量和氧化石墨烯质量比为（1-100）：（1-100）；有机溶剂为乙醇、甲醇、异丙醇、丙醇或正丙醇中的一种或几种；有机溶剂的加入量为控制二氧化钛粉末质量和有机溶剂的质量比为（1-100）：（1-100）。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于步骤（3）中所述的固化剂为聚乙二醇、松油醇、烷基酚聚氧乙烯醚、乙酰丙酮和对异辛基苯基醚中的一种或几种；固化剂的加入量为控制二氧化钛质量和固化剂质量之比为（1-100）：（1-100）；所述的高分子聚合物为甲基纤维素、乙基纤维素、羟甲基纤维素、羟乙基纤维素、羟丙基纤维素、羟丙基甲基纤维素和纤维素粉中一种或几种；高分子聚合物的加入量为控制二氧化钛粉末质量和高分子聚合物质量比为（1-100）：（1-100）。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于步骤（4）中浓缩后的复合浆料中二氧化钛浓度为1g/L-100g/L，氧化石墨烯浓度为1g/L-100g/L；蒸馏处理的温度为30℃-90℃。
6.根据权利要求1中所述的方法，其特征在于步骤（5）中所述的还原性气体为氢气或者是氢气和氩气的混合气，其中混合气中氢气和氩气的体积之比为(20-80)：（20-80）；加热还原的温度为300℃-600℃；还原时间为2小时-24小时。
CN201210362234.1A 2012-09-25 2012-09-25 一种气相还原法制备石墨烯和二氧化钛复合材料的方法 Active CN102874799B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201210362234.1A CN102874799B (zh) 2012-09-25 2012-09-25 一种气相还原法制备石墨烯和二氧化钛复合材料的方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201210362234.1A CN102874799B (zh) 2012-09-25 2012-09-25 一种气相还原法制备石墨烯和二氧化钛复合材料的方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN102874799A true CN102874799A (zh) 2013-01-16
CN102874799B CN102874799B (zh) 2015-02-18

Family

ID=47476364

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201210362234.1A Active CN102874799B (zh) 2012-09-25 2012-09-25 一种气相还原法制备石墨烯和二氧化钛复合材料的方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN102874799B (zh)

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103871748A (zh) * 2014-02-25 2014-06-18 天津大学 一种染料敏化太阳能电池复合光阳极及制备方法
CN103898548A (zh) * 2013-03-20 2014-07-02 浙江大学 利用石墨烯和TiO2纳米管光电催化还原CO2的方法
CN103936065A (zh) * 2014-03-27 2014-07-23 南京邮电大学 二氧化钛与石墨烯复合纳米材料的制备方法
WO2015010369A1 (zh) * 2013-07-24 2015-01-29 京东方科技集团股份有限公司 彩膜基板、液晶显示屏及单色量子点的分散方法
CN106987925A (zh) * 2017-05-05 2017-07-28 南京工业大学 一种基于离子交换的功能化石墨烯制备方法
CN108722368A (zh) * 2018-05-30 2018-11-02 佛山市航祥千安科技有限公司 一种多功能一体式多孔净水材料
CN113436890A (zh) * 2021-06-29 2021-09-24 电子科技大学长三角研究院(湖州) 一种环保型锌银铟硒量子点敏化的掺杂光阳极及其制备方法与光电化学电池

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101777429A (zh) * 2010-02-10 2010-07-14 中国科学院上海硅酸盐研究所 基于石墨烯的染料敏化太阳能电池复合光阳极及制备方法
US20120088158A1 (en) * 2010-10-09 2012-04-12 Jun Liu Titania-Graphene Anode Electrode Paper

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101777429A (zh) * 2010-02-10 2010-07-14 中国科学院上海硅酸盐研究所 基于石墨烯的染料敏化太阳能电池复合光阳极及制备方法
US20120088158A1 (en) * 2010-10-09 2012-04-12 Jun Liu Titania-Graphene Anode Electrode Paper

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
YU TENG LIANG ET AL.: ""Minimizing Graphene Defects Enhances Titania Nanocomposite-Based Photocatalytic Reduction of CO2 for Improved Solar Fuel Production"", 《NANO LETTERS》 *

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103898548A (zh) * 2013-03-20 2014-07-02 浙江大学 利用石墨烯和TiO2纳米管光电催化还原CO2的方法
WO2015010369A1 (zh) * 2013-07-24 2015-01-29 京东方科技集团股份有限公司 彩膜基板、液晶显示屏及单色量子点的分散方法
CN103871748A (zh) * 2014-02-25 2014-06-18 天津大学 一种染料敏化太阳能电池复合光阳极及制备方法
CN103871748B (zh) * 2014-02-25 2016-08-24 天津大学 一种染料敏化太阳能电池复合光阳极及制备方法
CN103936065A (zh) * 2014-03-27 2014-07-23 南京邮电大学 二氧化钛与石墨烯复合纳米材料的制备方法
CN106987925A (zh) * 2017-05-05 2017-07-28 南京工业大学 一种基于离子交换的功能化石墨烯制备方法
CN108722368A (zh) * 2018-05-30 2018-11-02 佛山市航祥千安科技有限公司 一种多功能一体式多孔净水材料
CN113436890A (zh) * 2021-06-29 2021-09-24 电子科技大学长三角研究院(湖州) 一种环保型锌银铟硒量子点敏化的掺杂光阳极及其制备方法与光电化学电池
CN113436890B (zh) * 2021-06-29 2022-08-30 电子科技大学长三角研究院(湖州) 一种环保型锌银铟硒量子点敏化的掺杂光阳极及其制备方法与光电化学电池

Also Published As

Publication number Publication date
CN102874799B (zh) 2015-02-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102874799B (zh) 一种气相还原法制备石墨烯和二氧化钛复合材料的方法
CN104313549B (zh) 一种具有自清洁功能石墨烯基薄膜的制备方法
CN102881458B (zh) 一种石墨烯复合二氧化钛浆料的制备方法
Ting et al. Efficiency improvement of the DSSCs by building the carbon black as bridge in photoelectrode
CN103500597B (zh) 一种基于功能化石墨烯的太阳能背铝浆料及其制备方法
Neo et al. Graphene oxide as auxiliary binder for TiO2 nanoparticle coating to more effectively fabricate dye-sensitized solar cells
CN102153976A (zh) 一种石墨烯/纳米银环氧导电胶的制备方法
KR101458759B1 (ko) 산화티타늄／금속나노입자／탄소나노구조체를 포함하는 나노복합체, 그 제조 방법 및 이를 이용한 태양전지 전극
CN102709399B (zh) 一种纳米天线太阳能电池的制作方法
CN105489769A (zh) 一种阴阳极共同修饰的钙钛矿型太阳能电池的制备方法
LI et al. Counter electrodes for dye-sensitized solar cells
CN107217330A (zh) 过渡金属与石墨烯的复合纳米线及其制备方法
CN105590756B (zh) 一种微纳尺度石墨烯/钛酸锂复合负极材料的制备方法
Veerappan et al. Economical and highly efficient non-metal counter electrode materials for stable dye-sensitized solar cells
CN105218845A (zh) 一种改性石墨烯-聚甲基丙烯酸甲酯复合薄膜的制备方法
CN107286177B (zh) 一种引达省并二噻吩类光伏材料及其制备方法和应用
CN103887075B (zh) 一种制造高比容量电极薄膜的方法
CN103354274B (zh) 一种聚合物太阳能电池及其制备方法
CN103346026B (zh) 一种超级电容器纳米硅碳复合电极材料的制备方法
CN109326810B (zh) 一种基于改性碳纳米管制备高温质子交换膜的方法
CN108641488A (zh) 一种可用作导电墨水的石墨烯分散液及其制备方法以及一种导电墨水
Su et al. Facile synthesis of water soluble reduced graphene oxide with a high concentration and its application in printable micro-supercapacitors
CN106315539A (zh) 石墨烯复合材料及其制备太阳能电池正极的方法和应用
CN103738954B (zh) 石墨烯复合材料及其制备方法和应用
CN107652989A (zh) 一种石墨烯复合材料的制备方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant